1. 일반적 사항

○ 語源 : keramos(그리이스語) - 흙을 구워 만든 물질

○ 재료 = 유기재료 + 무기재료 (금속 + 세라믹스)

○ 세라믹스 : 금속을 제외한 무기재료

○ 금속 : 전기음성도 1.9 이하, 금속결합

○ Clark number : O - Si - Al - Fe - Ca - Na - K - Mg

(SiO2 - Al2O3 - Fe2O3 - CaO - Na2O - K2O - MgO)

○ 세라믹스의 특징

- 이온결합 및 공유결합 → 고융점, 우수한 고온강도, 화학적 안정성

- 열 및 전기절연성

- 투명(transparent), 반투명(translucent)

- 높은 압축강도, 낮은 인장강도

- 우수한 내마모성

- 심미성

- 우수한 생체적합성

- 취성(brittle)

○ 치과에서의 세라믹스

- 도재

- 매몰재 : 석고계 및 인산염계 매몰재

- 모형재 : 석고

- 필러 : 인상재, 복합레진

- 시멘트

- 안료(pigment)

- 절삭 연마재

- 임플란트재

2. 원자결합과 원자배열

○ 원자결합 = 공유결합 + 이온결합

○ 공유결합(diamond)

- 전체 결정이 하나의 거대한 분자로 간주

- 고융점 및 고경도

○ 이온결합(NaCl)

- 전기음성도의 차이가 증가할수록 이온결합 비율이 증가

- 음이온이 최밀충전을 하고 있으며, 그 틈새에 이온반경이 작은 양이온 존재

3. 간단한 세라믹 재료의 결정구조

○ AX 구조

- CsCl 구조 :

RA/RX = 0.73～1 → CN 8:8

- NaCl 구조 :

RA/RX = 0.414～0.73 → CN 6:6



 

○ AX2 구조

- CdCl2 구조 : A(50%), X(ccp) → CN 6:3

- CdI2 구조 : A(50%), X(hcp) → CN 6:3

- CaF2 구조 : RA/RX = 0.73～1 → CN 8:4

- Rutile(TiO2) 구조 : RA/RX = 0.414～0.73 → CN 6:3



 

○ A2X 구조

- Antifluorite 구조 (CN 4:8) : Na2O, Li2O, Li2S

- Cuprite 구조 (CN 2:4) : Cu2O, Ag2O

○ AX3 구조 (CN 6:2) : WO3, ReO3, CoF3, AlF3

○ A2X3 구조 (CN 6:4) : α-Al2O3

○ ABX3 구조

- Perovskite(CaTiO3) 구조

- Ilmenite(FeTiO3) 구조

○ Spinel(MgAl2O4) 구조

4. 규산염(silicate) 화합물

4-1. 규산염의 구조

○ 사면체 구조 : O2-가 정사면체를 이루고 그 중심에 Si4+가 위치

1) 결정질 실리카

○ 규칙적인 원자 배열 : quartz - trudymite - cristobalite

2) 비정질 실리카

○ 불규칙적인 원자 배열

☞ long-range disorder

☞ short-range order

※ 非晶質 (non-crystalline)

※ 無整形 (amorphous)

※ 유리 (glass, vitreous)

○ 유리의 특징 : 투명, 등방성, 표면이 원자단위 정도로 평활, 우수한 성형성 및 가공성, 무기공









 

5. 실리카의 다형전이

5-1. 多形과 同狀

○ 多形 - 同質異狀(polymorphism) : 같은 물질이지만 성질, 형상 등이 상이

○ 異質同狀(isomorphism) : 다른 물질이지만 성질, 형상 등이 유사

5-2. 실리카의 다형전이

○ 재구성형(reconstructive) 전이 : 느린 반응

- SiO2 : quartz - trydymite - cristobalite

- TiO2 : rutile - brookite - anatase

○ 변위형(displacive) 전이 : 약간의 변화

α-quartz - β-quartz